Chemie, Physik und Medizin an der internationalen Spitze

TUM mit vier Exzellenzforschungsclustern erfolgreich

Der Helixnebel, 700 Lichtjahre von der Erde entfernt. Der Cluster ORIGINS erforscht die Entstehung des Universums und des ersten Lebens. (Bild: ESO/VISTA/J. Emerson)
Der Helixnebel, 700 Lichtjahre von der Erde entfernt. Der Cluster ORIGINS erforscht die Entstehung des Universums und des ersten Lebens. (Bild: ESO/VISTA/J. Emerson)

Forschung

Abermals startet die Technische Universität München (TUM) erfolgreich in die hochwettbewerbliche Exzellenzinitiative des Bundes und der Länder. Vier Forschungscluster der TUM und ihrer Kooperationspartner werden in den nächsten sieben Jahren mit jeweils bis zu 70 Millionen Euro finanziert. Die Verbünde werden Energiewandlung, Quantentechnologie, die Entstehung des Universums und neurologische Krankheiten erforschen. Die TUM wird sich nun auch wieder für die Förderung als Exzellenzuniversität bewerben. Als einzige unter den Technischen Universitäten Deutschlands hat sie diesen Status seit 2006 durchgängig inne.

„Die TUM untermauert mit ihren starken Partnern ihre Spitzenstellung in der deutschen Wissenschaft. Die Entscheidung zeigt die Qualität unserer Forschungsprogrammatik. Exzellente Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler werden international bedeutende Zentren für hochrelevante Themenfelder etablieren. Damit werden wir den gewaltigen Schub, den die Exzellenzinitiative der deutschen Forschungslandschaft gegeben hat, weiter verstärken“, sagt Prof. Wolfgang A. Herrmann, Präsident der TUM.

„Die erfolgreiche Arbeit in den Exzellenzclustern der TUM in den vergangenen zwölf Jahren hat gezeigt, dass die themenorientierte Verschränkung unterschiedlicher Disziplinen und mehrerer Partnerinstitutionen die internationale Spitzenstellung des Wissenschaftsstandorts München zur Geltung bringt. Erneut hat sich die besonders enge, auf die korrespondierenden Stärken abgestimmte Zusammenarbeit der beiden Münchner Universitäten mit den Max-Planck-Instituten und dem Helmholtz Zentrum München als der richtige strategische Ansatz in der Forschung erwiesen“, betont Herrmann.

Basierend auf den Voten internationaler Expertenkommissionen hat der Auswahlausschuss die folgenden Münchner Anträge bewilligt:

e-conversion

Der Exzellenzcluster e-conversion erforscht eine stabile, effiziente, nachhaltige Energieversorgung und vernetzt dafür die Nano- und die Energiewissenschaften. Im Fokus stehen die Energieumwandlungsprozesse bei verschiedenen Technologien – von der Photovoltaik über die (Photo-)Elektrokatalyse bis zur Batterietechnologie. Bislang kommt es durch die ungenügende Kontrolle dieser Prozesse in Nanomaterialien und an entsprechenden Grenzflächen zu Widerständen, Rekombinationsverlusten oder Überspannungen, was die Effizienz der Energieerzeugung vermindert.

e-conversion untersucht experimentell die Grundmechanismen der Energieumwandlung mit einer Zeitauflösung im Femtosekunden-Bereich. Mit diesem Wissen können Energiematerialien mit atomarer Exaktheit entworfen und synthetisiert werden. Für die Charakterisierung der Materialien baut der Forschungsverbund ein Elektronenmikroskopie-Zentrum auf.

Neben TUM und LMU als gemeinsame Antragsteller sind die Max-Planck-Institute für Chemische Energiekonversion (Mülheim/Ruhr) und für Festkörperforschung (Stuttgart) an e-conversion beteiligt. Sprecher auf TUM-Seite sind Prof. Karsten Reuter und Prof. Ulrich Heiz (Chemie).

Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)

Computer, Mikrochips, Laser: Technologie, die auf Erkenntnissen der Quantenmechanik basiert, ist in vielen Bereichen im Einsatz. Die Quantenmechanik beschreibt die physikalischen Eigenschaften der kleinsten Teilchen und hat im 20. Jahrhundert die Wissenschaft revolutioniert. Unter dem Begriff „Quantum 2.0“ ereignet sich aktuell eine technologische Sprungentwicklung. Sie beruht auf der Nutzung der Überlagerung und Verschränkung von Quantenzuständen. Das Anwendungspotenzial ist riesig. Extrem leistungsfähige Quantencomputer oder sichere Quantenkommunikationssysteme sind nur zwei Beispiele.

Das Münchner Zentrum für Quantenwissenschaften und -technologie hat das Ziel, ein umfassendes Verständnis quantenmechanischer Phänomene zu gewinnen und damit grundlegende Bauelemente, Materialien und Konzepte für Quantentechnologien voranzubringen. Die interdisziplinäre Forschung reicht von der Analyse der Verschränkung in Vielteilchensystemen bis in die Quantenchemie, Astronomie und Präzisionsmetrologie. An der TUM in Garching entsteht ein Forschungsneubau, dessen Finanzierung (40 Mio. Euro) sich der Bund und der Freistaat Bayern teilen.

Neben TUM und LMU als gemeinsame Antragsteller sind das Max-Planck-Institut für Quantenoptik, das Walther-Meißner-Institut der Bayerischen Akademie der Wissenschaften und das Deutsche Museum an MCQST beteiligt. Sprecher auf TUM-Seite sind Prof. Rudolf Gross (Physik) und Prof. Ignacio Cirac (Physik / MPI für Quantenoptik).

ORIGINS

Die Entwicklung des Universums – vom „Urknall“ bis zur Entstehung des Lebens – ist eines der größten Geheimnisse der Menschheit; sie zu verstehen, bleibt eine der größten Herausforderungen der Wissenschaft. Aufbauend auf den weltweit beachteten Forschungsleistungen des Münchner Exzellenzclusters Universe (2006 - 2018) untersucht der neue Cluster ORIGINS die innerste Struktur des Universums wie auch den Ursprung des Lebens. Hierzu wirken die Fachrichtungen Astrophysik, Astrobiologie, Biophysik und Teilchenphysik zusammen, um beispielsweise nach dem Zusammenhang zwischen der Planetenbildung und der Entstehung der ersten präbiotischen Moleküle zu suchen. Die Forschungslandschaft München – Garching gehört auf diesem Sektor zu den weltweit führenden Wissenschaftsstandorten.

Neben TUM und LMU als gemeinsame Antragsteller sind die Max-Planck-Institute für Astrophysik, Biochemie, Extraterrestrische Physik, Physik und Plasmaphysik sowie die Europäische Südsternwarte (ESO), das Leibniz-Rechenzentrum und das Deutsche Museum an „ORIGINS – Vom Ursprung des Universums bis zu den ersten Bausteinen des Lebens“ beteiligt. Sprecher auf TUM-Seite ist Prof. Stephan Paul (Physik).

SyNergy

Der Exzellenzcluster „SyNergy – Munich Cluster for Systems Neurology“ erforscht, auf welche Weise neurologische Erkrankungen wie Multiple Sklerose und Alzheimer entstehen. Weil das Nervensystem hochkomplex ist, beeinflussen dort zahlreiche Prozesse die Entstehung neurodegenerativer Krankheiten. Im Mittelpunkt der Münchner Forschung steht die Systemneurologie als neuer interdisziplinärer Ansatz.

Der Cluster wird schon seit 2012 von der Exzellenzinitiative gefördert. Die enge Zusammenarbeit von Teams unterschiedlicher wissenschaftlicher Disziplinen hat sich als höchst erfolgreich erweisen. So wurde zum Beispiel entdeckt, dass bei Multipler Sklerose Abbauprodukte des Fettstoffwechsels Entzündungen an defekten Nervenfasern verstärken und die Heilung verhindern.

Neben TUM und LMU als gemeinsame Antragsteller sind das Deutsche Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (Bundesinitiative), das Helmholtz Zentrum München und die Max-Planck-Institute für Biochemie, Neurobiologie und Psychiatrie an SyNergy beteiligt. Sprecher auf TUM-Seite ist Prof. Thomas Misgeld (Medizin).

deutschlandweit 57 von 88 Clusteranträgen bewilligt

Mit der Exzellenzstrategie (bisher: Exzellenzinitiative) wollen Bund und Länder an deutschen Universitäten dauerhaft die Forschung auf internationalem Spitzenniveau fördern. Die Entscheidung, welche Cluster finanziert werden, hat heute eine internationale Kommission getroffen, die über 39 Stimmen aus der Wissenschaft und 32 Stimmen aus der Politik (Bundes- und Landesministerien) verfügt. Von 88 deutschlandweit beantragten Clustern wurden 57 bewilligt, die vier Münchner auf gemeinsamen Antrag von TUM und LMU. Sie werden ab Januar 2019 sieben Jahre lang gefördert. Anschließend können die Universitäten eine zweite Förderperiode von weiteren sieben Jahren beantragen.

Universitäten mit mindestens zwei bewilligten Exzellenzclustern können sich im Dezember mit einer Gesamtstrategie als Exzellenzuniversität bewerben, so auch die TUM. Die Entscheidung hierüber fällt im Juli 2019. 

Mehr Informationen:

Gemeinschaftsprogramm der Exzellenzluster am tag der offenen Tür

Am Tag der offenen Tür der TUM, am 13. Oktober 2018 von 11 bis 18 Uhr, informieren die Münchener Exzellenzcluster in einer Gemeinschaftsausstellung im Institute for Advanced Study auf dem Campus Garching über ihre Forschungsarbeit. Auch die neu bewilligten Cluster stellen ihr Programm in Vorträgen vor. Hier finden Sie das Programm der Gemeinschaftsausstellung der Exzellenzcluster und hier das Gesamtprogramm des Tags der offenen Tür.

Wissenschaftler messen an der Forschungs-Neutronenquelle FRM II Batteriezellen mit Positronen. Der FRM II ist ein wichtiges Instrument für den Cluster e-conversion. (Bild: W. Schürmann / TUM)
Wissenschaftler messen an der Forschungs-Neutronenquelle FRM II Batteriezellen mit Positronen. Der FRM II ist ein wichtiges Instrument für den Cluster e-conversion. (Bild: W. Schürmann / TUM)
Die grafische Darstellung zeigt Quantenzustände gekoppelter Spins. Die Kernspintomografie ist eine der Technologien, bei der das Verständnis der Quantenmechanik - das Forschungsthema des MCQST - eine wichtige Rolle spielt. (Bild: S. Glaser / TUM)
Die grafische Darstellung zeigt Quantenzustände gekoppelter Spins. Die Kernspintomografie ist eine der Technologien, bei der das Verständnis der Quantenmechanik - das Forschungsthema des MCQST - eine wichtige Rolle spielt. (Bild: S. Glaser / TUM)
Der Cluster SyNergy um Sprecher Prof. Thomas Misgeld erforscht die Entstehung und Behandlung von neurologischen Erkrankungen wie Alzheimer und Multiple Sklerose. (Bild: ediundsepp / TUM)
Der Cluster SyNergy um Sprecher Prof. Thomas Misgeld erforscht die Entstehung und Behandlung von neurologischen Erkrankungen wie Alzheimer und Multiple Sklerose. (Bild: ediundsepp / TUM)